JP6464345B2 - Weight distribution acquisition device, weight distribution acquisition method and program - Google Patents

Weight distribution acquisition device, weight distribution acquisition method and program Download PDF

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Description

本発明は、重量分布取得装置、重量分布取得方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a weight distribution acquisition device, a weight distribution acquisition method, and a program.

特許文献1には、材木に瞬間的な回転力を与え、そのときの加速度または角加速度を測定し、材ごとの測定値の相対的な差により材内水分布を判定する、木材の材内水分測定方法が記載されている。
特許文献1では、これにより、非破壊的でしかも簡単、確実に、住宅用の梁や桁、柱材のような比較的断面の大きい木材の水分状態を内部水分と外部水分の傾斜まで感知し、密度を把握することが可能とされている。
In Patent Document 1, an instantaneous rotational force is given to a timber, the acceleration or angular acceleration at that time is measured, and the water distribution in the timber is determined based on the relative difference in the measured values for each timber. A moisture measurement method is described.
In Patent Document 1, this allows non-destructive, simple, and reliable detection of the moisture state of wood with a relatively large cross section, such as residential beams, girders, and pillars, to the gradient of internal and external moisture. It is possible to grasp the density.

特開2009−270874号公報JP 2009-270874 A

上記のように、特許文献1には、木材の内側と外側との水分を把握することが記載されている。これに対し、木材に限らず、また、内側と外側との区分に限らずより詳細に対象物の質量分布を求められることが望まれる。   As described above, Patent Document 1 describes that the moisture content between the inside and outside of wood is grasped. On the other hand, it is desired that the mass distribution of the object can be obtained in more detail without being limited to the wood and not only the inside and the outside.

本発明は、慣性モーメントを測定可能な任意の対象物を任意の部分に分割した場合に、質量分布を求めることができる装置、方法およびプログラムを提供する。   The present invention provides an apparatus, a method, and a program capable of obtaining a mass distribution when an arbitrary object capable of measuring a moment of inertia is divided into arbitrary portions.

本発明の第1の態様によれば、質量分布取得装置は、対象物の慣性モーメントの測定値を複数の回転軸の各々について取得する慣性モーメント取得部と、前記慣性モーメント取得部が取得した慣性モーメントに基づいて、前記対象物の質量分布を求める質量分布取得部と、を備える。   According to the first aspect of the present invention, the mass distribution acquisition device includes an inertia moment acquisition unit that acquires a measurement value of the inertia moment of the object for each of the plurality of rotation axes, and the inertia acquired by the inertia moment acquisition unit. A mass distribution obtaining unit for obtaining a mass distribution of the object based on the moment.

前記質量分布取得部が取得した質量分布に基づいて、前記対象物の形状を判定する形状判定部を備えるようにしてもよい。   You may make it provide the shape determination part which determines the shape of the said target object based on the mass distribution which the said mass distribution acquisition part acquired.

本発明の第2の態様によれば、質量分布取得方法は、対象物の慣性モーメントの測定値を複数の回転軸の各々について取得する慣性モーメント取得ステップと、前記慣性モーメント取得ステップにて得られた慣性モーメントに基づいて、前記対象物の質量分布を求める質量分布取得ステップと、を備える。   According to the second aspect of the present invention, the mass distribution acquisition method is obtained by the inertia moment acquisition step of acquiring the measurement value of the inertia moment of the object for each of the plurality of rotation axes, and the inertia moment acquisition step. A mass distribution obtaining step for obtaining a mass distribution of the object based on the inertia moment.

本発明の第3の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、対象物の慣性モーメントの測定値を複数の回転軸の各々について取得する慣性モーメント取得ステップと、前記慣性モーメント取得ステップにて得られた慣性モーメントに基づいて、前記対象物の質量分布を求める質量分布取得ステップと、を実行させるためのプログラムである。   According to the third aspect of the present invention, the program is obtained by the inertia moment acquisition step of acquiring the measurement value of the inertia moment of the object for each of the plurality of rotation axes, and the inertia moment acquisition step. A mass distribution obtaining step for obtaining a mass distribution of the object based on the inertia moment.

本発明によれば、慣性モーメントを測定可能な任意の対象物を任意の部分に分割した場合に、質量分布を求めることができる装置、方法およびプログラムを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an apparatus, a method, and a program capable of obtaining a mass distribution when an arbitrary object whose moment of inertia can be measured is divided into arbitrary portions.

本発明の一実施形態における質量分布取得システムの機能構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the function structure of the mass distribution acquisition system in one Embodiment of this invention. 同実施形態における慣性モーメント測定装置の外形の例を示す概略外形図である。It is a schematic external view which shows the example of the external shape of the inertia moment measuring apparatus in the embodiment. 同実施形態における、密度が異なる2つの部分を有する細長い棒の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the elongate stick | rod which has two parts from which the density differs in the same embodiment. 同実施形態における、密度が異なるn個の部分を有する細長い棒の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the elongate stick | rod which has n part from which the density differs in the same embodiment. 同実施形態における、密度が異なる2つの円柱の部分を有する対象物の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the target object which has the part of two cylinders from which the density differs in the same embodiment. 同実施形態における、密度が異なるn個の円柱の部分を有する対象物の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the target object which has the part of n cylinders from which the density differs in the same embodiment. 同実施形態における、質量分布の推定結果の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the estimation result of mass distribution in the same embodiment. 図7の質量分布の推定結果のうち、正解値および推定値の付近を拡大した図である。It is the figure which expanded the vicinity of a correct value and an estimated value among the mass distribution estimation results of FIG. 同実施形態における、質量分布の推定結果の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the estimation result of mass distribution in the same embodiment. 図9の質量分布の推定結果のうち、正解値および推定値の付近を拡大した図である。It is the figure which expanded the vicinity of a correct value and an estimated value among the mass distribution estimation results of FIG. 本実施形態において、質量分布取得装置が行う処理手順の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the process sequence which a mass distribution acquisition apparatus performs in this embodiment.

以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
なお、明細書の記載において、ベクトルないし行列を示す太字表記を省略する。
Hereinafter, although embodiment of this invention is described, the following embodiment does not limit the invention concerning a claim. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
In the description of the specification, bold notation indicating vectors or matrices is omitted.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の一実施形態における質量分布取得システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、質量分布取得システム1は、慣性モーメント測定装置10と、質量分布取得装置20と、を備える。慣性モーメント測定装置10は、回転駆動部11と、角速度検出部12と、慣性モーメント算出部13とを備える。質量分布取得装置20は、慣性モーメント取得部21と、質量分布取得部22と、形状判定部23と、結果出力部24とを備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a functional configuration of a mass distribution acquisition system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the mass distribution acquisition system 1 includes an inertia moment measurement device 10 and a mass distribution acquisition device 20. The inertia moment measuring device 10 includes a rotation drive unit 11, an angular velocity detection unit 12, and an inertia moment calculation unit 13. The mass distribution acquisition device 20 includes an inertia moment acquisition unit 21, a mass distribution acquisition unit 22, a shape determination unit 23, and a result output unit 24.

慣性モーメント測定装置10は、質量分布を求める対象である対象物の慣性モーメントを測定する。
回転駆動部11は、例えばモータなどの動力を備え、慣性モーメント測定装置10に載せられた対象物を回転させる。
角速度検出部12は、回転駆動部11が対象物を回転させるときの角速度を検出する。
慣性モーメント算出部13は、角速度検出部12が検出する角速度に基づいて、対象物の慣性モーメントを算出する。具体的には、回転駆動部11が、回転エネルギーKを出力し、角速度検出部12が角速度ωを検出した場合、慣性モーメント算出部13は、慣性モーメントI=2K/ωを算出する。
The inertia moment measuring apparatus 10 measures the inertia moment of an object whose mass distribution is to be obtained.
The rotation drive unit 11 includes power such as a motor, and rotates an object placed on the inertia moment measurement device 10.
The angular velocity detection unit 12 detects an angular velocity when the rotation driving unit 11 rotates the object.
The inertia moment calculator 13 calculates the inertia moment of the object based on the angular velocity detected by the angular velocity detector 12. Specifically, when the rotation drive unit 11 outputs the rotation energy K and the angular velocity detection unit 12 detects the angular velocity ω, the inertia moment calculation unit 13 calculates the inertia moment I = 2K / ω 2 .

図2は、慣性モーメント測定装置10の外形の例を示す概略外形図である。同図において、慣性モーメント測定装置10は、本体101と、回転軸102と、回転台103とを備える。
本体101は、回転駆動部11を収納しており、回転駆動部11が、回転軸102に回転力を加えることで、回転軸102、回転台103、および、回転台103に載せられている対象物b100を回転させる。また、本体101は、角速度検出部12を収納しており、回転軸102が回転する角速度(=対象物b100が回転する角速度)を検出する。なお、慣性モーメント算出部13も本体101に収納されていてもよいし、慣性モーメント測定装置10と別個の装置として設けられていてもよい。例えば、慣性モーメント算出部13が、慣性モーメント測定装置10と別個に設けられた汎用のコンピュータを用いて実現されていてもよい。
FIG. 2 is a schematic external view showing an example of the external shape of the moment of inertia measuring apparatus 10. In FIG. 1, the inertia moment measuring apparatus 10 includes a main body 101, a rotating shaft 102, and a rotating table 103.
The main body 101 accommodates the rotation drive unit 11, and the rotation drive unit 11 applies a rotation force to the rotation shaft 102, so that the rotation shaft 102, the rotation table 103, and the target placed on the rotation table 103. The object b100 is rotated. The main body 101 houses an angular velocity detection unit 12 and detects an angular velocity at which the rotating shaft 102 rotates (= an angular velocity at which the object b100 rotates). The inertia moment calculation unit 13 may also be housed in the main body 101 or may be provided as a separate device from the inertia moment measurement device 10. For example, the inertia moment calculation unit 13 may be realized using a general-purpose computer provided separately from the inertia moment measurement device 10.

回転軸102は、回転駆動部11からの回転力を回転台103に伝達する。
回転台103は、対象物の積載を受ける。そして、回転台103は、対象物が載せられた状態で回転軸102から伝達される回転力にて回転することで、対象物b100を回転させる。
なお、回転台103の慣性モーメント、対象物b100を固定する固定治具の慣性モーメントなど、慣性モーメント測定装置10の慣性モーメントを予め求めておくようにしてもよい。そして、慣性モーメント算出部13が、これらの慣性モーメントを予め記憶しておき、対象物b100の慣性モーメントを算出する際に、慣性モーメント測定装置10の慣性モーメントの影響を低減させる補正を行うようにしてもよい。これにより、対象物b100の慣性モーメントを、より高精度に求めることができる。
また、回転台103に、慣性モーメントが既知の対象物を搭載して角速度を測定することで、摩擦等によるエネルギー損失分を予め推定するようにしてもよい。そして、慣性モーメント算出部13が、対象物bの慣性モーメントを算出する際に、エネルギー損失分の影響を低減させる補正を行うようにしてもよい。これにより、対象物b100の慣性モーメントを、より高精度に求めることができる。
The rotating shaft 102 transmits the rotational force from the rotation driving unit 11 to the turntable 103.
The turntable 103 receives a load of objects. And the turntable 103 rotates the target object b100 by rotating with the rotational force transmitted from the rotating shaft 102 in the state in which the target object was mounted.
Note that the inertia moment of the inertia moment measuring device 10 such as the inertia moment of the turntable 103 and the inertia moment of the fixing jig that fixes the object b100 may be obtained in advance. Then, the inertia moment calculation unit 13 stores these inertia moments in advance, and performs correction to reduce the influence of the inertia moment of the inertia moment measuring device 10 when calculating the inertia moment of the object b100. May be. Thereby, the moment of inertia of the object b100 can be obtained with higher accuracy.
Alternatively, an energy loss due to friction or the like may be estimated in advance by mounting an object having a known moment of inertia on the turntable 103 and measuring the angular velocity. Then, when the inertia moment calculation unit 13 calculates the inertia moment of the object b, the inertia moment calculation unit 13 may perform correction to reduce the influence of the energy loss. Thereby, the moment of inertia of the object b100 can be obtained with higher accuracy.

質量分布取得装置20は、慣性モーメント測定装置10が測定した慣性モーメントに基づいて、対象物における質量分布を求める。特に、慣性モーメント測定装置10は、対象物の慣性モーメントを複数の回転中心の各々について測定し、質量分布取得装置20は、これら複数の慣性モーメントに基づいて、対象物の質量分布を求める。質量分布取得装置20は、例えばコンピュータを用いて実現される。
慣性モーメント取得部21は、慣性モーメント測定装置が測定した、対象物の慣性モーメントの測定値を取得する。
The mass distribution acquisition device 20 obtains a mass distribution in the object based on the moment of inertia measured by the moment of inertia measurement device 10. In particular, the inertia moment measuring device 10 measures the inertia moment of the object for each of a plurality of rotation centers, and the mass distribution acquisition device 20 obtains the mass distribution of the object based on the plurality of inertia moments. The mass distribution acquisition device 20 is realized using, for example, a computer.
The inertia moment acquisition unit 21 acquires a measured value of the inertia moment of the object measured by the inertia moment measurement device.

質量分布取得部22は、慣性モーメント取得部が取得した慣性モーメントに基づいて、対象物の質量分布を取得(算出)する。
形状判定部23は、質量分布取得部22が取得した質量分布に基づいて、対象物の形状を判定する。具体的には、形状判定部23は、対象領域(質量分布取得装置20が処理対象とする、対象物を含む空間)が分割された各部分について、質量が所定の閾値以下となっている部分には、対象物が存在していないと判定する。
The mass distribution acquisition unit 22 acquires (calculates) the mass distribution of the object based on the inertia moment acquired by the inertia moment acquisition unit.
The shape determination unit 23 determines the shape of the object based on the mass distribution acquired by the mass distribution acquisition unit 22. Specifically, the shape determination unit 23 is a part in which the mass is equal to or less than a predetermined threshold for each part in which the target region (the space including the target object that is processed by the mass distribution acquisition device 20) is divided. It is determined that the object does not exist.

結果出力部24は、質量分布取得部22が取得した質量分布を示す情報を出力する。また、結果出力部24は、形状判定部23が取得した対象物の形状を示す情報を出力する。結果出力部が、質量分布を示す情報を出力する方法や、形状を示す情報を出力する方法としていろいろな方法を用いることができる。例えば、結果出力部24が、液晶パネル等の表示画面を有し、これらの情報を表示するようにしてもよい。あるいは、結果出力部24が通信回路を有し、これらの情報を他の装置へ送信するようにしてもよい。
なお、質量分布取得装置20において、形状判定部23は必須ではない。質量分布取得装置20が形状判定部23を備えていなくてもよい。
The result output unit 24 outputs information indicating the mass distribution acquired by the mass distribution acquisition unit 22. The result output unit 24 outputs information indicating the shape of the object acquired by the shape determination unit 23. Various methods can be used as a method in which the result output unit outputs information indicating the mass distribution and a method of outputting information indicating the shape. For example, the result output unit 24 may have a display screen such as a liquid crystal panel and display such information. Alternatively, the result output unit 24 may include a communication circuit and transmit these pieces of information to other devices.
In the mass distribution acquisition device 20, the shape determination unit 23 is not essential. The mass distribution acquisition device 20 may not include the shape determination unit 23.

次に、質量分布取得部22が慣性モーメントから対象物の質量分布を求める処理について説明する。
まず、対象物の寸法が決定すれば、対象物の質量分布と任意の回転中心における慣性モーメントとの関係を求めることができることについて説明する。
ある直線を回転中心(回転軸)として角速度ωで回転する剛体をn個の小部分に分割して考える。このとき、回転半径r、質量mの小部分が持つ運動エネルギーKは、式(1)のように表される。
Next, processing in which the mass distribution acquisition unit 22 obtains the mass distribution of the object from the moment of inertia will be described.
First, it will be described that if the size of the object is determined, the relationship between the mass distribution of the object and the moment of inertia at an arbitrary rotation center can be obtained.
A rigid body rotating at an angular velocity ω with a certain straight line as the rotation center (rotation axis) is divided into n small parts. At this time, the kinetic energy K i possessed by the small portion of the rotation radius r i and the mass m i is expressed as in Expression (1).

Figure 0006464345
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従って、対象物全体の運動エネルギーは、式(2)のように表される。   Therefore, the kinetic energy of the entire object is expressed as shown in Equation (2).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Iは慣性モーメントを示し、式(3)のように表される。   However, I shows a moment of inertia and is expressed as in equation (3).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

従って、対象物に運動エネルギー(回転エネルギー)を加え、その時の角速度ωを測定すれば、慣性モーメントIを求めることができる。
なお、微小体積ΔVの質量をΔmとすると、密度ρは式(4)のように表される。
Therefore, the moment of inertia I can be obtained by adding kinetic energy (rotational energy) to the object and measuring the angular velocity ω at that time.
Note that if the mass of the minute volume ΔV is Δm, the density ρ is expressed as shown in Equation (4).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

微小部分の体積を0に近付けることにより、慣性モーメントIは、式(5)のような積分の式で表される。   By bringing the volume of the minute portion close to 0, the moment of inertia I is expressed by an integral equation such as equation (5).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

次に、密度が異なる2つの部分を有する細長い棒を例に、質量分布の推定について説明する。
図3は、密度が異なる2つの部分を有する細長い棒の例を示す図である。同図に示す棒b111(対象物)は、部分b121と、部分b122とが、同図に向かって左からb121、b122の順で結合して構成されている。部分b121の長さはl、断面積はS、質量はwである。また、部分b122の長さはl、断面積はS、質量はwである。
部分b121の密度、部分b122の密度をそれぞれρ、ρとし、回転軸の、部分b121の左端からの距離をt(0≦t≦l1)とする。回転軸からの距離zについて、慣性モーメントI(t)は、式(6)のように表される。
Next, the estimation of the mass distribution will be described by taking an elongate bar having two parts having different densities as an example.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an elongated bar having two parts having different densities. The bar b111 (target object) shown in the figure is configured by combining a part b121 and a part b122 in the order of b121 and b122 from the left in the figure. The length of the portion b121 is l 1 , the cross-sectional area is S 1 , and the mass is w 1 . The length of the portion b122 is l 2 , the cross-sectional area is S 2 , and the mass is w 2 .
The density of the part b121 and the density of the part b122 are ρ 1 and ρ 2 , respectively, and the distance of the rotation axis from the left end of the part b121 is t (0 ≦ t ≦ l1). With respect to the distance z from the rotation axis, the moment of inertia I (t) is expressed as in Equation (6).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

ここで、異なる2つの回転軸の、部分b121の左端からの距離を、それぞれt、tとし、これら2つの回転軸それぞれで棒b111を回転させた場合の慣性モーメントをI(t)、I(t)とする。これらの慣性モーメントI(t)、I(t)を精度よく測定できれば、式(7)に示される2次の連立方程式により、各部分の質量を求めることができる。 Here, the distances from the left end of the portion b121 of two different rotation axes are t 1 and t 2 respectively, and the moment of inertia when the rod b111 is rotated by each of these two rotation axes is I (t 1 ). , I (t 2 ). If these moments of inertia I (t 1 ) and I (t 2 ) can be measured with high accuracy, the mass of each part can be obtained from the quadratic simultaneous equations shown in equation (7).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

式(7)を行列式で表すと、式(8)のようになる。   When Expression (7) is expressed as a determinant, Expression (8) is obtained.

Figure 0006464345
Figure 0006464345

ここで、I、R22、Wを式(9)のように定める。 Here, I 2 , R 22 , and W 2 are determined as in Expression (9).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

、R22、Wは、それぞれ、慣性モーメントベクトル、応答行列、質量ベクトルである。
式(8)は、式(10)のように表される。
I 2 , R 22 , and W 2 are an inertia moment vector, a response matrix, and a mass vector, respectively.
Expression (8) is expressed as Expression (10).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

応答行列R22の逆行列をR22 とすると、質量ベクトルWを求める式は、式(11)のようになる。 Assuming that the inverse matrix of the response matrix R 22 is R 22 , the equation for obtaining the mass vector W 2 is as shown in Equation (11).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

このように、慣性モーメントベクトルIと、質量ベクトルWとの関係を示す応答行列R22を予め得ることができる。測定により慣性モーメントベクトルIを得ることで、質量ベクトルWを推定することができる。
さらに、回転軸の位置(部分b121の左端からの距離)をtからtまでのm通りに変えて慣性モーメントの測定数を増やし、I(t)からI(t)までの測定データを用いて質量を推定する場合、式(8)は式(12)のようになる。
In this way, a response matrix R 22 indicating the relationship between the moment of inertia vector I 2 and the mass vector W 2 can be obtained in advance. The mass vector W 2 can be estimated by obtaining the moment of inertia vector I 2 by measurement.
Furthermore, the position of the rotation axis (distance from the left edge portion b121) increasing the number of measurements of the moment of inertia by changing the m different from t 1 to t m, measured from the I (t 1) to I (t m) When estimating mass using data, Formula (8) becomes like Formula (12).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

また、式(10)は、式(13)のようになる。   Moreover, Formula (10) becomes like Formula (13).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、I、Rm2は、式(14)のように表される。 However, I m and R m2 are expressed as in Expression (14).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

一方、Wは、式(9)に示したのと同じである。
実際には、慣性モーメントベクトルIに測定誤差Errが加えられるため、式(15)のようになる。
On the other hand, W 2 is the same as that shown in Expression (9).
Actually, since the measurement error E rr is added to the moment of inertia vector I m , the equation (15) is obtained.

Figure 0006464345
Figure 0006464345

慣性モーメントベクトルIm−mは、回転軸の位置をm通りに変えて測定された、m個の慣性モーメントを示す。
未知数よりも多くの測定データを用いることで、最小二乗法などにより解の信頼性を高めることができる。
The inertia moment vector I m-m indicates m inertia moments measured by changing the position of the rotation axis in m ways.
By using more measurement data than unknowns, the reliability of the solution can be increased by the least square method or the like.

次に、密度が異なるn個の部分を有する細長い棒を例に、質量分布の推定について説明する。
図4は、密度が異なるn個の部分を有する細長い棒の例を示す図である。同図に示す棒b211は、部分b221と、部分b222と、・・・、部分b22nとが、同図に向かって左からb221、b222、・・・、b22nの順で結合して構成されている。部分b221の長さはl、断面積はS、質量はwである。部分b222の長さはl、断面積はS、質量はwである。・・・部分b22nの長さはl、断面積はS、質量はwである。
この場合、式(15)は、式(16)のようになる。
Next, the estimation of the mass distribution will be described by taking an elongate bar having n portions with different densities as an example.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an elongated bar having n parts having different densities. The bar b211 shown in the figure is configured such that a part b221, a part b222,..., A part b22n are joined in the order of b221, b222,. Yes. The length of the part b221 is l 1 , the cross-sectional area is S 1 , and the mass is w 1 . The length of the part b222 is l 2 , the cross-sectional area is S 2 , and the mass is w 2 . Length of ... part b22n is l n, the cross-sectional area is S n, the mass w n.
In this case, Expression (15) becomes Expression (16).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Rmnは、Rm2をn列に拡張した応答行列である。また、Wは、Wをn次元に拡張したベクトルである。Rmnの内容(各要素の値)は、回転軸の位置と注目領域の寸法とに基づいて決定することができる。ここでいう注目領域とは、質量を求める対象となる空間である。
式(16)に基づいて、質量分布の推定ベクトルW’を求める式(17)を得られる。
Here, R mn is a response matrix obtained by extending R m2 to n columns. W n is a vector obtained by extending W 2 to n dimensions. The content of R mn (value of each element) can be determined based on the position of the rotation axis and the size of the region of interest. The attention area here is a space for which mass is obtained.
Based on Expression (16), Expression (17) for obtaining an estimated vector W n ′ of the mass distribution can be obtained.

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Rmn は、Rmnのムーア・ペンローズ一般逆行列を示す。ムーア・ペンローズ一般逆行列によれば、任意の応答行列Rmnに対して何らかの逆行列を得られる。
形状を考慮したnよりも多いm通りの回転軸についてm個の慣性モーメントを測定する(m個の観測方程式を得る)ことで、最小二乗法等により質量分布の推定精度を高めることができる。
Here, R mn + represents a Moore-Penrose general inverse matrix of R mn . According to the Moore-Penrose general inverse matrix, some inverse matrix can be obtained for an arbitrary response matrix R mn .
By measuring m moments of inertia with respect to m rotational axes larger than n considering the shape (obtaining m observation equations), it is possible to improve the estimation accuracy of the mass distribution by the least square method or the like.

式(17)は、棒形状に限らず任意の形状に一般化することができる。質量分布取得部22は、式(17)に基づいて対象物の質量分布を求める。
具体的には、まず、対象物を含む空間である対象領域を複数の部分に分割する。例えば、対象領域を解析単位となるメッシュに分割する。質量分布取得装置20のユーザが当該分割を行うようにしてもよいし、質量分布取得部22が自動的に当該分割を行うようにしてもよい。
Expression (17) can be generalized to an arbitrary shape as well as a rod shape. The mass distribution acquisition part 22 calculates | requires mass distribution of a target object based on Formula (17).
Specifically, first, a target area that is a space including the target object is divided into a plurality of parts. For example, the target region is divided into meshes as analysis units. The user of the mass distribution acquisition device 20 may perform the division, or the mass distribution acquisition unit 22 may automatically perform the division.

また、質量分布取得部22は、応答行列のムーア・ペンローズ一般逆行列Rmn を取得する。質量分布取得装置20のユーザがRmn を入力するようにしてもよいし、質量分布取得部22がRmn を算出するようにしてもよい。
そして、質量分布取得部22は、慣性モーメント測定装置10による慣性モーメントの測定値を式(17)に代入して、対象物の質量分布を算出する。
The mass distribution acquisition unit 22 acquires the Moore-Penrose general inverse matrix R mn + of the response matrix. The user of the mass distribution acquisition device 20 may input R mn + , or the mass distribution acquisition unit 22 may calculate R mn + .
Then, the mass distribution acquisition unit 22 calculates the mass distribution of the object by substituting the measured value of the moment of inertia by the moment of inertia measuring apparatus 10 into the equation (17).

なお、質量分布取得部22が、応答行列のムーア・ペンローズ一般逆行列に代えて、最小二乗型一般逆行列またはノルム最小型一般逆行列を取得するようにしてもよい。特に、未知数(方程式にて解くべき変数の数)に対して計測数(測定にて得られた慣性モーメントの数)が多い場合、最小二乗型一般逆行列を用いることが考えられる。一方、未知数に対して計測数が少ない場合、ノルム最小型一般逆行列を用いることができる。なお、ムーア・ペンローズ一般逆行列は、未知数に対して計測数が多い場合も少ない場合も適用可能である。   The mass distribution acquisition unit 22 may acquire a least square general inverse matrix or a norm minimum general inverse matrix instead of the Moore-Penrose general inverse matrix of the response matrix. In particular, when the number of measurements (number of moments of inertia obtained by measurement) is larger than the number of unknowns (number of variables to be solved by the equation), it is conceivable to use a least square general inverse matrix. On the other hand, when the number of measurements is smaller than the unknown, a norm minimum general inverse matrix can be used. The Moore-Penrose general inverse matrix can be applied to cases where the number of measurements is large or small relative to the unknown.

次に、密度が異なる2つの円柱の部分を有する対象物を例に、質量分布の推定について説明する。
図5は、密度が異なる2つの円柱の部分を有する対象物の例を示す図である。同図に示す対象物b311は、円柱形状の2個の部分b321と、b322とが、同図に向かって左からb321、b322の順で結合して構成されている。部分b321の長さはl、半径はr、重心はG、質量はwである。部分b322の長さはl、半径はr、重心はG、質量はwである。
また、部分b321の左端から回転軸までの距離をtとし、回転軸から重心G、Gまでの距離を、それぞれ、e、eとする。
このとき、部分b321の重心Gまわりの慣性モーメントIG1は、式(18)のように表される。
Next, the estimation of mass distribution will be described using an object having two cylindrical portions having different densities as an example.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an object having two cylindrical portions having different densities. An object b311 shown in the figure is configured by combining two cylindrical parts b321 and b322 in the order of b321 and b322 from the left toward the figure. The length of the portion b321 is l 1 , the radius is r 1 , the center of gravity is G 1 , and the mass is w 1 . The length of the portion b322 is l 2 , the radius is r 2 , the center of gravity is G 2 , and the mass is w 2 .
In addition, the distance from the left end of the part b321 to the rotation axis is t, and the distances from the rotation axis to the centers of gravity G 1 and G 2 are e 1 and e 2 , respectively.
At this time, the moment of inertia I G1 around the center of gravity G 1 part b321 is expressed by the equation (18).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

また、部分b322の重心Gまわりの慣性モーメントIG2は、式(19)のように表される。 Further, the moment of inertia I G2 around the center of gravity G 2 parts b322, is expressed by the equation (19).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

対象物b311全体の、点Pまわり(回転軸まわり)の慣性モーメントIは、平行軸の定理より、式(20)のようになる。 The whole object b311, the moment of inertia I P about the point P (around the rotation axis), than parallel axis theorem, the following equation (20).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

ここで、距離eは、式(21)のように表される。 Here, the distance e 1 is expressed as in Expression (21).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

距離eは、式(22)のように表される。 The distance e 2 is expressed as in Expression (22).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

従って、Iは、式(23)のようになる。 Therefore, I p is as shown in Expression (23).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

従って、質量w、wが未知の場合でも、異なる2つの回転軸の位置(部分b321の左端からの位置)t、tそれぞれに対する慣性モーメントI(t)、I(t)を精度よく求めることで、式(24)の連立方程式により、質量w、wを求めることができる。 Therefore, even when the masses w 1 and w 2 are unknown, the moments of inertia I (t 1 ) and I (t 2 ) with respect to the positions of two different rotation axes (positions from the left end of the portion b321) t 1 and t 2 respectively. Is obtained with high accuracy, the masses w 1 and w 2 can be obtained from the simultaneous equations of the equation (24).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

ここで、式(24)を行列式で表すと、式(25)のようになる。   Here, when Expression (24) is expressed by a determinant, Expression (25) is obtained.

Figure 0006464345
Figure 0006464345

式(25)は、式(26)のように表される。   Expression (25) is expressed as Expression (26).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Ic2、c22は、式(27)のように表される。 However, I c2 and R c22 are expressed as in Expression (27).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

c22の逆行列をRc22 として、式(27)は、式(28)のようになる。 When the inverse matrix of R c22 is R c22 , equation (27) becomes equation (28).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

式(28)に示されるように、異なる2つの回転軸(回転中心)に対する慣性モーメントI(t)、I(t)を取得できれば、2つの質量w、wを算出することができる。
さらに、回転軸の位置tをm通りに変えて慣性モーメントの測定数を増やし、I(t)からI(t)までの測定データを用いれば、式(29)のようになる。
As shown in Expression (28), if the moments of inertia I p (t 1 ) and I p (t 2 ) with respect to two different rotation axes (rotation centers) can be obtained, two masses w 1 and w 2 are calculated. be able to.
Furthermore, the position t of the rotary shaft to increase the number of measurements of the moment of inertia by changing the m different, by using the measurement data from the I p (t 1) to I p (t m), so that equation (29) .

Figure 0006464345
Figure 0006464345

式(29)は、式(30)のように表される。   Expression (29) is expressed as Expression (30).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Icm、cm2は、式(31)のように表される。 However, I cm and R cm2 are expressed as in Expression (31).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

慣性モーメントの測定誤差Errが加わっていても、最小二乗法等により解の信頼性を高めることができる。
次に、密度が異なるn個の円柱の部分を有する対象物を例に、質量分布の推定について説明する。
図6は、密度が異なるn個の円柱の部分を有する対象物の例を示す図である。同図に示す対象物b411は、円柱形状のn個の部分b421と、部分b422と、・・・、部分b42nとが、同図に向かって左からb421、b422、・・・、b42nの順で結合して構成されている。部分b421の長さはl、半径はr、重心はG、質量はwである。部分b422の長さはl、半径はr、重心はG、質量はwである。・・・部分b42nの長さはl、半径はr、重心はG、質量はwである。
また、部分b421の左端から回転軸までの距離をtとし、回転軸から重心G、G・・・Gまでの距離を、それぞれ、e、e、・・・、eとする。
この場合、式(20)は、式(32)のように拡張される。
Even if the measurement error Err of the moment of inertia is added, the reliability of the solution can be improved by the least square method or the like.
Next, the estimation of mass distribution will be described using an example of an object having n cylindrical portions having different densities.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an object having n cylindrical portions having different densities. The object b411 shown in the figure has a cylindrical part n421 b421, a part b422,..., A part b42n in the order of b421, b422,. It is composed by connecting with. The length of the portion b421 is l 1 , the radius is r 1 , the center of gravity is G 1 , and the mass is w 1 . The length of the portion b422 is l 2 , the radius is r 2 , the center of gravity is G 2 , and the mass is w 2 . Length of ... part b42n is l n, the radius r n, the center of gravity G n, the mass is w n.
The distance from the left end portion b421 to the rotational axis is t, the distance from the axis of rotation to the center of gravity G 1, G 2 ··· G n , respectively, e 1, e 2, · · ·, and e n To do.
In this case, Expression (20) is expanded as Expression (32).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

これにより、m個の慣性モーメントの測定値を含む慣性モーメントベクトルIcm−mと、n個の未知数を含む質量ベクトルWとの関係Rcmmを算出することができる。このため、nよりも多いm個の測定データを用いることで、式(33)のように、最小二乗法などにより解の信頼性を高めることができる。 Thereby, the relationship R cmm between the inertia moment vector I cm-m including the measured values of m inertia moments and the mass vector W n including n unknowns can be calculated. For this reason, the reliability of a solution can be improved by the least squares method etc. like Formula (33) by using m measurement data larger than n.

Figure 0006464345
Figure 0006464345

式(33)に基づいて、質量分布の推定ベクトルW’を求める式(34)を得られる。 Based on Expression (33), Expression (34) for obtaining an estimated vector W n ′ of the mass distribution can be obtained.

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Rcmm は、Rcmmのムーア・ペンローズ一般逆行列を示す。
次に、密度が異なる2つの部分を有する細長い棒の質量分布の推定例について説明する。
図3に示した、密度が異なる2つの部分b121およびb122を有する細長い棒b111について、質量w=360キログラム(kg)、質量w=240キログラムを求める問題を考える。部分b121、b122は、それぞれ、長さがl=1.2メートル(m)、l=3.6メートルであるとする。
回転軸が部分b121の左端からt(0≦t≦l)の距離にあるときの慣性モーメントは、上述した式(12)、(13)のように表される。
また、式(13)より式(35)を得られる。
Here, R cmm + represents a Moore-Penrose general inverse matrix of R cmm .
Next, an example of estimating the mass distribution of an elongated bar having two portions having different densities will be described.
Consider the problem of obtaining the mass w 1 = 360 kilograms (kg) and the mass w 2 = 240 kilograms for the elongate bar b111 having two parts b121 and b122 of different densities shown in FIG. It is assumed that the lengths of the portions b121 and b122 are l 1 = 1.2 meters (m) and l 2 = 3.6 meters, respectively.
The moment of inertia when the rotation axis is at a distance of t (0 ≦ t ≦ l 1 ) from the left end of the portion b121 is expressed by the above-described equations (12) and (13).
Moreover, Formula (35) is obtained from Formula (13).

Figure 0006464345
Figure 0006464345

但し、Rm2 は、Rm2のムーア・ペンローズ一般逆行列を示す。
部分b121およびb122の寸法が既知の場合には、質量分布に対する慣性モーメントを調べることができるため、応答行列Rm2を取得することができ、慣性モーメントの測定値を示す慣性モーメントベクトルIから質量分布を求める(推定する)ことができる。
Where R m2 + represents the Moore-Penrose general inverse matrix of R m2 .
If the dimensions of the parts b121 and b122 are known, the moment of inertia with respect to the mass distribution can be examined, so that the response matrix R m2 can be obtained, and the mass from the moment of inertia vector I m indicating the measured value of the moment of inertia. Distribution can be obtained (estimated).

いま、回転軸の位置(部分b121の左端からの距離)tを、t=0メートル、t=0.3メートル、t=0.6メートル、t=0.9メートル、t=1.2メートル、の5通りに変えて、慣性モーメントを測定し、質量分布wおよびwを推定する場合を模擬する。慣性モーメントの測定値を模擬するために、慣性モーメントの正解値それぞれに、平均0、標準偏差0.4キログラム平方メートル(kgm)の正規分布に従う誤差を乱数として加えた。この標準偏差の値0.4は、市販されているエンジン主観性モーメント測定装置の例を参考に決定した。 Now, the position of the rotation axis (distance from the left end of the part b121) t is t 1 = 0 meter, t 2 = 0.3 meter, t 3 = 0.6 meter, t 4 = 0.9 meter, t 5 = 1.2 meters, changing to 5 ways, and measuring the moment of inertia and simulating the mass distributions w 1 and w 2 . In order to simulate the measured value of the moment of inertia, an error according to a normal distribution having an average of 0 and a standard deviation of 0.4 kilogram square (kgm 2 ) was added as a random number to each correct value of the moment of inertia. The standard deviation value 0.4 was determined with reference to an example of a commercially available engine subjectivity moment measuring apparatus.

図7は、質量分布の推定結果の例を示す図である。同図では、乱数シードを50通りに変えて質量分布の推定を行った結果を示している。同図において、質量分布の正解値を四角(■)で示し、推定値を丸(○)で示している。正解値、推定値ともに、w=360キログラム、w=240キログラムの付近に示されている。
図8は、図7の質量分布の推定結果のうち、正解値および推定値の付近を拡大した図である。同図において、w=360キログラム、w=240キログラムの位置に正解値の点P101が表示されている。また、wが360キログラム前後、w=240キログラム付近の位置に、点P102など、推定値を示す点が複数表示されている。
図7および図8に示すように、wの推定精度が特に高く、wについても、1キログラム程度の精度で推定できている。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a mass distribution estimation result. The figure shows the result of estimating the mass distribution by changing the random number seed to 50 ways. In the figure, the correct value of the mass distribution is indicated by a square (■) and the estimated value is indicated by a circle (◯). Both correct and estimated values are shown in the vicinity of w 1 = 360 kilograms and w 2 = 240 kilograms.
FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the correct answer value and the estimated value in the mass distribution estimation results of FIG. In the figure, a correct value point P101 is displayed at a position of w 1 = 360 kg and w 2 = 240 kg. Also, w 1 is 360 kg back and forth, the position in the vicinity of w 2 = 240 kilograms such a point P102, point indicating the estimated value is more displayed.
As shown in FIGS. 7 and 8, the estimation accuracy of w 2 is particularly high, and w 1 can also be estimated with an accuracy of about 1 kilogram.

次に、対象物の質量分布の推定から対象物の形状を推定する例について説明する。
図3に示した、密度が異なる2つの部分b121およびb122を有する細長い棒b111について、質量w=360キログラム、質量w=0キログラムを求める問題を考える。部分b121、b122は、それぞれ、長さがl=1.2メートル(m)、l=3.6メートルであるとする。これにより、対象物の長さは1.2メートルであるが、対象物の形状が不明であり、注目領域として長さ4.8メートルの領域について質量分布を求める場合を模擬する。
Next, an example of estimating the shape of the object from the estimation of the mass distribution of the object will be described.
Consider the problem of obtaining the mass w 1 = 360 kilograms and the mass w 2 = 0 kilograms for the elongated bar b111 having two portions b121 and b122 of different densities shown in FIG. It is assumed that the lengths of the portions b121 and b122 are l 1 = 1.2 meters (m) and l 2 = 3.6 meters, respectively. As a result, the length of the object is 1.2 meters, but the shape of the object is unknown, and the case where the mass distribution is obtained for an area of 4.8 meters in length as the attention area is simulated.

いま、回転軸の位置(部分b121の左端からの距離)tを、t=0メートル、t=0.3メートル、t=0.6メートル、t=0.9メートル、t=1.2メートル、の5通りに変えて、慣性モーメントを測定し、質量分布wおよびwを推定する場合を模擬する。慣性モーメントの測定値を模擬するために、慣性モーメントの正解値それぞれに、平均0、標準偏差0.4キログラム平方メートル(kgm)の正規分布に従う誤差を乱数として加えた。 Now, the position of the rotation axis (distance from the left end of the part b121) t is t 1 = 0 meter, t 2 = 0.3 meter, t 3 = 0.6 meter, t 4 = 0.9 meter, t 5 = 1.2 meters, changing to 5 ways, and measuring the moment of inertia and simulating the mass distributions w 1 and w 2 . In order to simulate the measured value of the moment of inertia, an error according to a normal distribution having an average of 0 and a standard deviation of 0.4 kilogram square (kgm 2 ) was added as a random number to each correct value of the moment of inertia.

図9は、質量分布の推定結果の例を示す図である。同図では、乱数シードを50通りに変えて質量分布の推定を行った結果を示している。同図において、質量分布の正解値を四角(■)で示し、推定値を丸(○)で示している。正解値、推定値ともに、w=360キログラム、w=0キログラムの付近に示されている。
図10は、図9の質量分布の推定結果のうち、正解値および推定値の付近を拡大した図である。同図において、w=360キログラム、w=0キログラムの位置に正解値の点P201が表示されている。また、wが360キログラム前後、w=0キログラム付近の位置に、点P202など、推定値を示す点が複数表示されている。
図9および図10に示されるように、質量wの推定値がほぼ0になっている。
このように、質量がほぼ0になっている領域について、形状判定部23は、対象物が存在していない領域であると判定する。これにより、形状判定部23は、対象物の形状を求める。具体的には、形状判定部23は、対象領域が分割された各部分について、質量が所定の閾値以下か否かを判定する。そして、形状判定部23は、質量が閾値以下であると判定した部分には、対象物が存在していないと判定する。これにより、質量分布取得装置20が対象とする領域が、対象領域よりも大きく設定されていても、形状判定部23は、対象物の形状を検出することができる。また、形状判定部23は、対象物内部の空洞を検出することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a mass distribution estimation result. The figure shows the result of estimating the mass distribution by changing the random number seed to 50 ways. In the figure, the correct value of the mass distribution is indicated by a square (■) and the estimated value is indicated by a circle (◯). Both correct values and estimated values are shown in the vicinity of w 1 = 360 kilograms and w 2 = 0 kilograms.
FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the correct answer value and the estimated value in the mass distribution estimation results of FIG. 9. In the figure, a correct value point P201 is displayed at a position of w 1 = 360 kilograms and w 2 = 0 kilograms. In addition, a plurality of points indicating estimated values such as a point P202 are displayed at positions where w 1 is around 360 kilograms and w 2 = 0 kilograms.
As shown in FIG. 9 and FIG. 10, the estimated value of the mass w 2 is almost zero.
As described above, the shape determination unit 23 determines that the region in which the mass is substantially 0 is a region where the object does not exist. Thereby, the shape determination part 23 calculates | requires the shape of a target object. Specifically, the shape determination unit 23 determines whether or not the mass is equal to or less than a predetermined threshold for each portion into which the target region is divided. And the shape determination part 23 determines with the target object not existing in the part determined that mass is below a threshold value. Thereby, even if the area | region which the mass distribution acquisition apparatus 20 makes object is set larger than the object area | region, the shape determination part 23 can detect the shape of a target object. Moreover, the shape determination part 23 can detect the cavity inside a target object.

次に、図11を参照して質量分布取得装置20の動作について説明する。
図11は、質量分布取得装置20が行う処理手順の例を示すフローチャートである。
同図の処理において、慣性モーメント取得部21は、慣性モーメント測定装置10が複数の回転軸の各々について測定した慣性モーメントを取得する(ステップS101)。
次に、質量分布取得部22は、ステップS101で得られた慣性モーメントに基づいて、対象物の質量分布を取得する(ステップS102)。具体的には、質量分布取得部22は、ステップS101で得られた慣性モーメントを式(17)に代入して質量分布を算出する。
次に、形状判定部23は、ステップS102で得られた質量分布に基づいて、対象物の形状を判定する(ステップS103)。具体的には、形状判定部23は、対象領域を分割した部分のうち、質量が所定の閾値以下となっている部分について、対象物が存在していないと判定する。
そして、結果出力部24は、ステップS102で得られた対象物の質量分布、および、ステップS103で得られた対象物の形状を出力する(ステップS104)。
その後、図11の処理を終了する。
Next, the operation of the mass distribution acquisition device 20 will be described with reference to FIG.
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by the mass distribution acquisition device 20.
In the process of the figure, the moment of inertia acquisition unit 21 acquires the moment of inertia measured by the moment of inertia measuring apparatus 10 for each of the plurality of rotation axes (step S101).
Next, the mass distribution acquisition unit 22 acquires the mass distribution of the object based on the moment of inertia obtained in step S101 (step S102). Specifically, the mass distribution acquisition unit 22 calculates the mass distribution by substituting the moment of inertia obtained in step S101 into the equation (17).
Next, the shape determination unit 23 determines the shape of the object based on the mass distribution obtained in step S102 (step S103). Specifically, the shape determination unit 23 determines that the target object is not present in a portion where the mass is equal to or less than a predetermined threshold among the portions obtained by dividing the target region.
Then, the result output unit 24 outputs the mass distribution of the object obtained in step S102 and the shape of the object obtained in step S103 (step S104).
Then, the process of FIG. 11 is complete | finished.

以上のように、慣性モーメント取得部21は、対象物の慣性モーメントの測定値を複数の回転軸の各々について取得する。そして、質量分布取得部は、慣性モーメント取得部が取得した慣性モーメントに基づいて、対象物の質量分布を求める。
これにより、質量分布取得装置20では、慣性モーメントを測定可能な任意の対象物を任意の部分に分割した場合に、質量分布を求めることができる。
As described above, the inertia moment acquisition unit 21 acquires the measurement value of the inertia moment of the object for each of the plurality of rotation axes. Then, the mass distribution acquisition unit obtains the mass distribution of the object based on the inertia moment acquired by the inertia moment acquisition unit.
Thereby, the mass distribution acquisition device 20 can obtain the mass distribution when an arbitrary object whose moment of inertia can be measured is divided into arbitrary portions.

また、形状判定部23は、質量分布取得部22が取得した質量分布に基づいて、対象物の形状を判定する。
これにより、質量分布取得装置20が対象とする領域が、対象領域よりも大きく設定されていても、形状判定部23は、対象物の形状を検出することができる。また、形状判定部23は、対象物内部の空洞を検出することができる。
In addition, the shape determination unit 23 determines the shape of the object based on the mass distribution acquired by the mass distribution acquisition unit 22.
Thereby, even if the area | region which the mass distribution acquisition apparatus 20 makes object is set larger than the object area | region, the shape determination part 23 can detect the shape of a target object. Moreover, the shape determination part 23 can detect the cavity inside a target object.

なお、質量分布取得装置20が行う演算および制御の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することで各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
It should be noted that a program for realizing all or part of the calculation and control functions performed by the mass distribution acquisition device 20 is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system. The processing of each unit may be performed by executing. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
Further, the “computer system” includes a homepage providing environment (or display environment) if a WWW system is used.
The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case, and a program that holds a program for a certain period of time are also included. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention.

1 質量分布取得システム
10 慣性モーメント測定装置
11 回転駆動部
12 角速度検出部
13 慣性モーメント算出部
20 質量分布取得装置
21 慣性モーメント取得部
22 質量分布取得部
23 形状判定部
24 結果出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mass distribution acquisition system 10 Inertia moment measuring device 11 Rotation drive part 12 Angular velocity detection part 13 Inertia moment calculation part 20 Mass distribution acquisition apparatus 21 Inertia moment acquisition part 22 Mass distribution acquisition part 23 Shape determination part 24 Result output part

Claims (4)

対象物における基準点からの位置が把握されている複数点を回転軸として対象物を回転させることで慣性モーメントを取得する慣性モーメント取得部と、
前記慣性モーメント取得部が取得した慣性モーメントとその時の回転軸の位置とに基づいて、慣性モーメントベクトル、応答行列、質量ベクトル、及び前記応答行列の逆行列を用いて前記対象物の質量分布を求める質量分布取得部と、
を備える質量分布取得装置。
An inertia moment acquisition unit that acquires the moment of inertia by rotating the object around a plurality of points whose positions from the reference point in the object are known ;
Based on the moment of inertia acquired by the moment of inertia acquisition unit and the position of the rotation axis at that time, a mass distribution of the object is obtained using an inertia moment vector, a response matrix, a mass vector, and an inverse matrix of the response matrix. A mass distribution acquisition unit;
A mass distribution acquisition device comprising:
前記質量分布取得部が取得した質量分布に基づいて、前記対象物の形状を判定する形状判定部を備える、
請求項1に記載の質量分布取得装置。
Based on the mass distribution acquired by the mass distribution acquisition unit, a shape determination unit that determines the shape of the object,
The mass distribution acquisition apparatus according to claim 1.
対象物における基準点からの位置が把握されている複数点を回転軸として対象物を回転させることで慣性モーメントを取得する慣性モーメント取得ステップと、
前記慣性モーメント取得ステップにて得られた慣性モーメントとその時の回転軸の位置とに基づいて、慣性モーメントベクトル、応答行列、質量ベクトル、及び前記応答行列の逆行列を用いて前記対象物の質量分布を求める質量分布取得ステップと、
を備える質量分布取得方法。
A moment of inertia acquisition step of acquiring a moment of inertia by rotating the object around a plurality of points whose positions from the reference point in the object are known ;
Based on the moment of inertia obtained in the moment of inertia acquisition step and the position of the rotation axis at that time , the moment of inertia vector, response matrix, mass vector, and mass distribution of the object using the inverse matrix of the response matrix Obtaining a mass distribution,
A mass distribution acquisition method comprising:
コンピュータに、
対象物における基準点からの位置が把握されている複数点を回転軸として対象物を回転させることで慣性モーメントを取得する慣性モーメント取得ステップと、
前記慣性モーメント取得ステップにて得られた慣性モーメントとその時の回転軸の位置とに基づいて、慣性モーメントベクトル、応答行列、質量ベクトル、及び前記応答行列の逆行列を用いて前記対象物の質量分布を求める質量分布取得ステップと、
を実行させるためのプログラム。
On the computer,
A moment of inertia acquisition step of acquiring a moment of inertia by rotating the object around a plurality of points whose positions from the reference point in the object are known ;
Based on the moment of inertia obtained in the moment of inertia acquisition step and the position of the rotation axis at that time , the moment of inertia vector, response matrix, mass vector, and mass distribution of the object using the inverse matrix of the response matrix Obtaining a mass distribution,
A program for running
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